isl_test.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  *
   4  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   5  *
   6  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   7  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   8  */
   9
  10 #include <assert.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <limits.h>
  13 #include <isl_ctx.h>
  14 #include <isl_set.h>
  15 #include <isl_constraint.h>
  16
  17 static char *srcdir;
  18
  19 void test_read(struct isl_ctx *ctx)
  20 {
  21         char filename[PATH_MAX];
  22         FILE *input;
  23         int n;
  24         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
  25         const char *str = "{[y]: Exists ( alpha : 2alpha = y)}";
  26
  27         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
  28                         "%s/test_inputs/set.omega", srcdir);
  29         assert(n < sizeof(filename));
  30         input = fopen(filename, "r");
  31         assert(input);
  32
  33         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
  34         bset2 = isl_basic_set_read_from_str(ctx, str, 0);
  35
  36         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
  37
  38         isl_basic_set_free(bset1);
  39         isl_basic_set_free(bset2);
  40
  41         fclose(input);
  42 }
  43
  44 /* Construct the basic set { [i] : 5 <= i <= N } */
  45 void test_construction(struct isl_ctx *ctx)
  46 {
  47         isl_int v;
  48         struct isl_dim *dim;
  49         struct isl_basic_set *bset;
  50         struct isl_constraint *c;
  51
  52         isl_int_init(v);
  53
  54         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 1, 1);
  55         bset = isl_basic_set_universe(dim);
  56
  57         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
  58         isl_int_set_si(v, -1);
  59         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
  60         isl_int_set_si(v, 1);
  61         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_param, 0, v);
  62         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
  63
  64         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
  65         isl_int_set_si(v, 1);
  66         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
  67         isl_int_set_si(v, -5);
  68         isl_constraint_set_constant(c, v);
  69         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
  70
  71         isl_basic_set_free(bset);
  72
  73         isl_int_clear(v);
  74 }
  75
  76 void test_dim(struct isl_ctx *ctx)
  77 {
  78         isl_map *map1, *map2;
  79
  80         map1 = isl_map_read_from_str(ctx,
  81             "[n] -> { [i] -> [j] : exists (a = [i/10] : i - 10a <= n ) }", -1);
  82         map1 = isl_map_add(map1, isl_dim_in, 1);
  83         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
  84             "[n] -> { [i,k] -> [j] : exists (a = [i/10] : i - 10a <= n ) }", -1);
  85         assert(isl_map_is_equal(map1, map2));
  86         isl_map_free(map2);
  87
  88         map1 = isl_map_project_out(map1, isl_dim_in, 0, 1);
  89         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, "[n] -> { [i] -> [j] : n >= 0 }", -1);
  90         assert(isl_map_is_equal(map1, map2));
  91
  92         isl_map_free(map1);
  93         isl_map_free(map2);
  94 }
  95
  96 void test_div(struct isl_ctx *ctx)
  97 {
  98         isl_int v;
  99         int pos;
 100         struct isl_dim *dim;
 101         struct isl_div *div;
 102         struct isl_basic_set *bset;
 103         struct isl_constraint *c;
 104
 105         isl_int_init(v);
 106
 107         /* test 1 */
 108         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
 109         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 110
 111         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 112         isl_int_set_si(v, -1);
 113         isl_constraint_set_constant(c, v);
 114         isl_int_set_si(v, 1);
 115         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 116         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 117         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 118         isl_int_set_si(v, 3);
 119         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 120         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 121
 122         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 123         isl_int_set_si(v, 1);
 124         isl_constraint_set_constant(c, v);
 125         isl_int_set_si(v, -1);
 126         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 127         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 128         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 129         isl_int_set_si(v, 3);
 130         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 131         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 132
 133         assert(bset->n_div == 1);
 134         isl_basic_set_free(bset);
 135
 136         /* test 2 */
 137         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
 138         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 139
 140         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 141         isl_int_set_si(v, 1);
 142         isl_constraint_set_constant(c, v);
 143         isl_int_set_si(v, -1);
 144         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 145         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 146         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 147         isl_int_set_si(v, 3);
 148         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 149         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 150
 151         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 152         isl_int_set_si(v, -1);
 153         isl_constraint_set_constant(c, v);
 154         isl_int_set_si(v, 1);
 155         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 156         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 157         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 158         isl_int_set_si(v, 3);
 159         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 160         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 161
 162         assert(bset->n_div == 1);
 163         isl_basic_set_free(bset);
 164
 165         /* test 3 */
 166         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
 167         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 168
 169         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 170         isl_int_set_si(v, 1);
 171         isl_constraint_set_constant(c, v);
 172         isl_int_set_si(v, -1);
 173         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 174         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 175         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 176         isl_int_set_si(v, 3);
 177         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 178         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 179
 180         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 181         isl_int_set_si(v, -3);
 182         isl_constraint_set_constant(c, v);
 183         isl_int_set_si(v, 1);
 184         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 185         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 186         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 187         isl_int_set_si(v, 4);
 188         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 189         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 190
 191         assert(bset->n_div == 1);
 192         isl_basic_set_free(bset);
 193
 194         /* test 4 */
 195         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
 196         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 197
 198         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 199         isl_int_set_si(v, 2);
 200         isl_constraint_set_constant(c, v);
 201         isl_int_set_si(v, -1);
 202         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 203         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 204         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 205         isl_int_set_si(v, 3);
 206         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 207         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 208
 209         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 210         isl_int_set_si(v, -1);
 211         isl_constraint_set_constant(c, v);
 212         isl_int_set_si(v, 1);
 213         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 214         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 215         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 216         isl_int_set_si(v, 6);
 217         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 218         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 219
 220         assert(isl_basic_set_is_empty(bset));
 221         isl_basic_set_free(bset);
 222
 223         /* test 5 */
 224         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
 225         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 226
 227         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 228         isl_int_set_si(v, -1);
 229         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 230         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 231         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 232         isl_int_set_si(v, 3);
 233         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 234         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 235
 236         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 237         isl_int_set_si(v, 1);
 238         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 239         isl_int_set_si(v, -3);
 240         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
 241         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 242
 243         assert(bset->n_div == 0);
 244         isl_basic_set_free(bset);
 245
 246         /* test 6 */
 247         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
 248         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 249
 250         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 251         isl_int_set_si(v, -1);
 252         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 253         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 254         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 255         isl_int_set_si(v, 6);
 256         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 257         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 258
 259         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 260         isl_int_set_si(v, 1);
 261         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 262         isl_int_set_si(v, -3);
 263         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
 264         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 265
 266         assert(bset->n_div == 1);
 267         isl_basic_set_free(bset);
 268
 269         /* test 7 */
 270         /* This test is a bit tricky.  We set up an equality
 271          *              a + 3b + 3c = 6 e0
 272          * Normalization of divs creates _two_ divs
 273          *              a = 3 e0
 274          *              c - b - e0 = 2 e1
 275          * Afterwards e0 is removed again because it has coefficient -1
 276          * and we end up with the original equality and div again.
 277          * Perhaps we can avoid the introduction of this temporary div.
 278          */
 279         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 3);
 280         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 281
 282         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 283         isl_int_set_si(v, -1);
 284         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 285         isl_int_set_si(v, -3);
 286         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
 287         isl_int_set_si(v, -3);
 288         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 2, v);
 289         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 290         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 291         isl_int_set_si(v, 6);
 292         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 293         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 294
 295         /* Test disabled for now */
 296         /*
 297         assert(bset->n_div == 1);
 298         */
 299         isl_basic_set_free(bset);
 300
 301         /* test 8 */
 302         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 4);
 303         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 304
 305         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 306         isl_int_set_si(v, -1);
 307         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 308         isl_int_set_si(v, -3);
 309         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
 310         isl_int_set_si(v, -3);
 311         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 3, v);
 312         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 313         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 314         isl_int_set_si(v, 6);
 315         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 316         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 317
 318         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 319         isl_int_set_si(v, -1);
 320         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 321         isl_int_set_si(v, 1);
 322         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 2, v);
 323         isl_int_set_si(v, 1);
 324         isl_constraint_set_constant(c, v);
 325         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 326
 327         /* Test disabled for now */
 328         /*
 329         assert(bset->n_div == 1);
 330         */
 331         isl_basic_set_free(bset);
 332
 333         /* test 9 */
 334         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
 335         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 336
 337         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 338         isl_int_set_si(v, 1);
 339         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 340         isl_int_set_si(v, -1);
 341         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
 342         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 343         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 344         isl_int_set_si(v, -2);
 345         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 346         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 347
 348         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 349         isl_int_set_si(v, -1);
 350         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 351         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 352         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 353         isl_int_set_si(v, 3);
 354         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 355         isl_int_set_si(v, 2);
 356         isl_constraint_set_constant(c, v);
 357         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 358
 359         bset = isl_basic_set_fix_si(bset, isl_dim_set, 0, 2);
 360
 361         assert(!isl_basic_set_is_empty(bset));
 362
 363         isl_basic_set_free(bset);
 364
 365         /* test 10 */
 366         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
 367         bset = isl_basic_set_universe(dim);
 368
 369         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 370         isl_int_set_si(v, 1);
 371         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
 372         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
 373         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
 374         isl_int_set_si(v, -2);
 375         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
 376         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
 377
 378         bset = isl_basic_set_fix_si(bset, isl_dim_set, 0, 2);
 379
 380         isl_basic_set_free(bset);
 381
 382         isl_int_clear(v);
 383 }
 384
 385 void test_application_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
 386 {
 387         char filename[PATH_MAX];
 388         FILE *input;
 389         int n;
 390         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
 391         struct isl_basic_map *bmap;
 392
 393         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
 394                         "%s/test_inputs/%s.omega", srcdir, name);
 395         assert(n < sizeof(filename));
 396         input = fopen(filename, "r");
 397         assert(input);
 398
 399         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 400         bmap = isl_basic_map_read_from_file(ctx, input, 0);
 401
 402         bset1 = isl_basic_set_apply(bset1, bmap);
 403
 404         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 405
 406         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
 407
 408         isl_basic_set_free(bset1);
 409         isl_basic_set_free(bset2);
 410
 411         fclose(input);
 412 }
 413
 414 void test_application(struct isl_ctx *ctx)
 415 {
 416         test_application_case(ctx, "application");
 417         test_application_case(ctx, "application2");
 418 }
 419
 420 void test_affine_hull_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
 421 {
 422         char filename[PATH_MAX];
 423         FILE *input;
 424         int n;
 425         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
 426
 427         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
 428                         "%s/test_inputs/%s.polylib", srcdir, name);
 429         assert(n < sizeof(filename));
 430         input = fopen(filename, "r");
 431         assert(input);
 432
 433         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 434         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 435
 436         bset1 = isl_basic_set_affine_hull(bset1);
 437
 438         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
 439
 440         isl_basic_set_free(bset1);
 441         isl_basic_set_free(bset2);
 442
 443         fclose(input);
 444 }
 445
 446 void test_affine_hull(struct isl_ctx *ctx)
 447 {
 448         test_affine_hull_case(ctx, "affine2");
 449         test_affine_hull_case(ctx, "affine");
 450         test_affine_hull_case(ctx, "affine3");
 451 }
 452
 453 void test_convex_hull_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
 454 {
 455         char filename[PATH_MAX];
 456         FILE *input;
 457         int n;
 458         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
 459         struct isl_set *set;
 460
 461         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
 462                         "%s/test_inputs/%s.polylib", srcdir, name);
 463         assert(n < sizeof(filename));
 464         input = fopen(filename, "r");
 465         assert(input);
 466
 467         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 468         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 469
 470         set = isl_basic_set_union(bset1, bset2);
 471         bset1 = isl_set_convex_hull(set);
 472
 473         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 474
 475         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
 476
 477         isl_basic_set_free(bset1);
 478         isl_basic_set_free(bset2);
 479
 480         fclose(input);
 481 }
 482
 483 void test_convex_hull(struct isl_ctx *ctx)
 484 {
 485         test_convex_hull_case(ctx, "convex0");
 486         test_convex_hull_case(ctx, "convex1");
 487         test_convex_hull_case(ctx, "convex2");
 488         test_convex_hull_case(ctx, "convex3");
 489         test_convex_hull_case(ctx, "convex4");
 490         test_convex_hull_case(ctx, "convex5");
 491         test_convex_hull_case(ctx, "convex6");
 492         test_convex_hull_case(ctx, "convex7");
 493         test_convex_hull_case(ctx, "convex8");
 494         test_convex_hull_case(ctx, "convex9");
 495         test_convex_hull_case(ctx, "convex10");
 496         test_convex_hull_case(ctx, "convex11");
 497         test_convex_hull_case(ctx, "convex12");
 498         test_convex_hull_case(ctx, "convex13");
 499         test_convex_hull_case(ctx, "convex14");
 500         test_convex_hull_case(ctx, "convex15");
 501 }
 502
 503 void test_gist_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
 504 {
 505         char filename[PATH_MAX];
 506         FILE *input;
 507         int n;
 508         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
 509
 510         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
 511                         "%s/test_inputs/%s.polylib", srcdir, name);
 512         assert(n < sizeof(filename));
 513         input = fopen(filename, "r");
 514         assert(input);
 515
 516         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 517         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 518
 519         bset1 = isl_basic_set_gist(bset1, bset2);
 520
 521         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
 522
 523         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
 524
 525         isl_basic_set_free(bset1);
 526         isl_basic_set_free(bset2);
 527
 528         fclose(input);
 529 }
 530
 531 void test_gist(struct isl_ctx *ctx)
 532 {
 533         test_gist_case(ctx, "gist1");
 534 }
 535
 536 void test_coalesce(struct isl_ctx *ctx)
 537 {
 538         const char *str;
 539         struct isl_set *set, *set2;
 540         struct isl_map *map, *map2;
 541
 542         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 543                 "{[x,y]: x >= 0 & x <= 10 & y >= 0 & y <= 10 or "
 544                        "y >= x & x >= 2 & 5 >= y }", -1);
 545         set = isl_set_coalesce(set);
 546         assert(set && set->n == 1);
 547         isl_set_free(set);
 548
 549         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 550                 "{[x,y]: y >= 0 & 2x + y <= 30 & y <= 10 & x >= 0 or "
 551                        "x + y >= 10 & y <= x & x + y <= 20 & y >= 0}", -1);
 552         set = isl_set_coalesce(set);
 553         assert(set && set->n == 1);
 554         isl_set_free(set);
 555
 556         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 557                 "{[x,y]: y >= 0 & 2x + y <= 30 & y <= 10 & x >= 0 or "
 558                        "x + y >= 10 & y <= x & x + y <= 19 & y >= 0}", -1);
 559         set = isl_set_coalesce(set);
 560         assert(set && set->n == 2);
 561         isl_set_free(set);
 562
 563         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 564                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 565                        "y >= 0 & x >= 6 & x <= 10 & y <= x}", -1);
 566         set = isl_set_coalesce(set);
 567         assert(set && set->n == 1);
 568         isl_set_free(set);
 569
 570         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 571                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 572                        "y >= 0 & x >= 7 & x <= 10 & y <= x}", -1);
 573         set = isl_set_coalesce(set);
 574         assert(set && set->n == 2);
 575         isl_set_free(set);
 576
 577         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 578                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 579                        "y >= 0 & x >= 6 & x <= 10 & y + 1 <= x}", -1);
 580         set = isl_set_coalesce(set);
 581         assert(set && set->n == 2);
 582         isl_set_free(set);
 583
 584         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 585                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 586                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 6}", -1);
 587         set = isl_set_coalesce(set);
 588         assert(set && set->n == 1);
 589         isl_set_free(set);
 590
 591         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 592                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 593                        "y >= 0 & x = 7 & y <= 6}", -1);
 594         set = isl_set_coalesce(set);
 595         assert(set && set->n == 2);
 596         isl_set_free(set);
 597
 598         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 599                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 600                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 5}", -1);
 601         set = isl_set_coalesce(set);
 602         assert(set && set->n == 1);
 603         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
 604                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 605                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 5}", -1);
 606         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
 607         isl_set_free(set);
 608         isl_set_free(set2);
 609
 610         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 611                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
 612                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 7}", -1);
 613         set = isl_set_coalesce(set);
 614         assert(set && set->n == 2);
 615         isl_set_free(set);
 616
 617         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 618                 "[n] -> { [i] : i = 1 and n >= 2 or 2 <= i and i <= n }", -1);
 619         set = isl_set_coalesce(set);
 620         assert(set && set->n == 1);
 621         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
 622                 "[n] -> { [i] : i = 1 and n >= 2 or 2 <= i and i <= n }", -1);
 623         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
 624         isl_set_free(set);
 625         isl_set_free(set2);
 626
 627         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 628                 "{[x,y] : x >= 0 and y >= 0 or 0 <= y and y <= 5 and x = -1}", -1);
 629         set = isl_set_coalesce(set);
 630         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
 631                 "{[x,y] : x >= 0 and y >= 0 or 0 <= y and y <= 5 and x = -1}", -1);
 632         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
 633         isl_set_free(set);
 634         isl_set_free(set2);
 635
 636         set = isl_set_read_from_str(ctx,
 637                 "[n] -> { [i] : 1 <= i and i <= n - 1 or "
 638                                 "2 <= i and i <= n }", -1);
 639         set = isl_set_coalesce(set);
 640         assert(set && set->n == 1);
 641         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
 642                 "[n] -> { [i] : 1 <= i and i <= n - 1 or "
 643                                 "2 <= i and i <= n }", -1);
 644         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
 645         isl_set_free(set);
 646         isl_set_free(set2);
 647
 648         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 649                 "[n] -> { [i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
 650                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
 651                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
 652                 "4e4 = -2 + o0 and i0 >= 8 + 2n and o0 >= 2 + i0 and "
 653                 "o0 <= 56 + 2n and o0 <= -12 + 4n and i0 <= 57 + 2n and "
 654                 "i0 <= -11 + 4n and o0 >= 6 + 2n and 4e0 <= i0 and "
 655                 "4e0 >= -3 + i0 and 4e1 <= o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
 656                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0);"
 657                 "[i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
 658                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
 659                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
 660                 "4e4 = -2 + o0 and 2e0 >= 3 + n and e0 <= -4 + n and "
 661                 "2e0 <= 27 + n and e1 <= -4 + n and 2e1 <= 27 + n and "
 662                 "2e1 >= 2 + n and e1 >= 1 + e0 and i0 >= 7 + 2n and "
 663                 "i0 <= -11 + 4n and i0 <= 57 + 2n and 4e0 <= -2 + i0 and "
 664                 "4e0 >= -3 + i0 and o0 >= 6 + 2n and o0 <= -11 + 4n and "
 665                 "o0 <= 57 + 2n and 4e1 <= -2 + o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
 666                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0 ) }", -1);
 667         map = isl_map_coalesce(map);
 668         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 669                 "[n] -> { [i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
 670                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
 671                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
 672                 "4e4 = -2 + o0 and i0 >= 8 + 2n and o0 >= 2 + i0 and "
 673                 "o0 <= 56 + 2n and o0 <= -12 + 4n and i0 <= 57 + 2n and "
 674                 "i0 <= -11 + 4n and o0 >= 6 + 2n and 4e0 <= i0 and "
 675                 "4e0 >= -3 + i0 and 4e1 <= o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
 676                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0);"
 677                 "[i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
 678                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
 679                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
 680                 "4e4 = -2 + o0 and 2e0 >= 3 + n and e0 <= -4 + n and "
 681                 "2e0 <= 27 + n and e1 <= -4 + n and 2e1 <= 27 + n and "
 682                 "2e1 >= 2 + n and e1 >= 1 + e0 and i0 >= 7 + 2n and "
 683                 "i0 <= -11 + 4n and i0 <= 57 + 2n and 4e0 <= -2 + i0 and "
 684                 "4e0 >= -3 + i0 and o0 >= 6 + 2n and o0 <= -11 + 4n and "
 685                 "o0 <= 57 + 2n and 4e1 <= -2 + o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
 686                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0 ) }", -1);
 687         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 688         isl_map_free(map);
 689         isl_map_free(map2);
 690
 691         str = "[n, m] -> { [] -> [o0, o2, o3] : (o3 = 1 and o0 >= 1 + m and "
 692               "o0 <= n + m and o2 <= m and o0 >= 2 + n and o2 >= 3) or "
 693               "(o0 >= 2 + n and o0 >= 1 + m and o0 <= n + m and n >= 1 and "
 694               "o3 <= -1 + o2 and o3 >= 1 - m + o2 and o3 >= 2 and o3 <= n) }";
 695         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
 696         map = isl_map_coalesce(map);
 697         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
 698         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 699         isl_map_free(map);
 700         isl_map_free(map2);
 701
 702         str = "[M, N] -> { [i0, i1, i2, i3, i4, i5, i6] -> "
 703           "[o0, o1, o2, o3, o4, o5, o6] : "
 704           "(o6 <= -4 + 2M - 2N + i0 + i1 - i2 + i6 - o0 - o1 + o2 and "
 705           "o3 <= -2 + i3 and o6 >= 2 + i0 + i3 + i6 - o0 - o3 and "
 706           "o6 >= 2 - M + N + i3 + i4 + i6 - o3 - o4 and o0 <= -1 + i0 and "
 707           "o4 >= 4 - 3M + 3N - i0 - i1 + i2 + 2i3 + i4 + o0 + o1 - o2 - 2o3 "
 708           "and o6 <= -3 + 2M - 2N + i3 + i4 - i5 + i6 - o3 - o4 + o5 and "
 709           "2o6 <= -5 + 5M - 5N + 2i0 + i1 - i2 - i5 + 2i6 - 2o0 - o1 + o2 + o5 "
 710           "and o6 >= 2i0 + i1 + i6 - 2o0 - o1 and "
 711           "3o6 <= -5 + 4M - 4N + 2i0 + i1 - i2 + 2i3 + i4 - i5 + 3i6 "
 712           "- 2o0 - o1 + o2 - 2o3 - o4 + o5) or "
 713           "(N >= 2 and o3 <= -1 + i3 and o0 <= -1 + i0 and "
 714           "o6 >= i3 + i6 - o3 and M >= 0 and "
 715           "2o6 >= 1 + i0 + i3 + 2i6 - o0 - o3 and "
 716           "o6 >= 1 - M + i0 + i6 - o0 and N >= 2M and o6 >= i0 + i6 - o0) }";
 717         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
 718         map = isl_map_coalesce(map);
 719         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
 720         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 721         isl_map_free(map);
 722         isl_map_free(map2);
 723 }
 724
 725 void test_closure(struct isl_ctx *ctx)
 726 {
 727         const char *str;
 728         isl_set *dom;
 729         isl_map *up, *right;
 730         isl_map *map, *map2;
 731         int exact;
 732
 733         /* COCOA example 1 */
 734         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 735                 "[n,k] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and "
 736                         "1 <= i and i < n and 1 <= j and j < n or "
 737                         "i2 = i + 1 and j2 = j - 1 and "
 738                         "1 <= i and i < n and 2 <= j and j <= n }", -1);
 739         map = isl_map_power(map, 1, &exact);
 740         assert(exact);
 741         isl_map_free(map);
 742
 743         /* COCOA example 1 */
 744         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 745                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and "
 746                         "1 <= i and i < n and 1 <= j and j < n or "
 747                         "i2 = i + 1 and j2 = j - 1 and "
 748                         "1 <= i and i < n and 2 <= j and j <= n }", -1);
 749         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 750         assert(exact);
 751         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 752                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : exists (k1,k2,k : "
 753                         "1 <= i and i < n and 1 <= j and j <= n and "
 754                         "2 <= i2 and i2 <= n and 1 <= j2 and j2 <= n and "
 755                         "i2 = i + k1 + k2 and j2 = j + k1 - k2 and "
 756                         "k1 >= 0 and k2 >= 0 and k1 + k2 = k and k >= 1 )}", -1);
 757         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 758         isl_map_free(map2);
 759         isl_map_free(map);
 760
 761         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 762                 "[n] -> { [x] -> [y] : y = x + 1 and 0 <= x and x <= n and "
 763                                      " 0 <= y and y <= n }", -1);
 764         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 765         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 766                 "[n] -> { [x] -> [y] : y > x and 0 <= x and x <= n and "
 767                                      " 0 <= y and y <= n }", -1);
 768         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 769         isl_map_free(map2);
 770         isl_map_free(map);
 771
 772         /* COCOA example 2 */
 773         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 774                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 2 and j2 = j + 2 and "
 775                         "1 <= i and i < n - 1 and 1 <= j and j < n - 1 or "
 776                         "i2 = i + 2 and j2 = j - 2 and "
 777                         "1 <= i and i < n - 1 and 3 <= j and j <= n }", -1);
 778         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 779         assert(exact);
 780         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 781                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : exists (k1,k2,k : "
 782                         "1 <= i and i < n - 1 and 1 <= j and j <= n and "
 783                         "3 <= i2 and i2 <= n and 1 <= j2 and j2 <= n and "
 784                         "i2 = i + 2 k1 + 2 k2 and j2 = j + 2 k1 - 2 k2 and "
 785                         "k1 >= 0 and k2 >= 0 and k1 + k2 = k and k >= 1) }", -1);
 786         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 787         isl_map_free(map);
 788         isl_map_free(map2);
 789
 790         /* COCOA Fig.2 left */
 791         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 792                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 2 and j2 = j and "
 793                         "i <= 2 j - 3 and i <= n - 2 and j <= 2 i - 1 and "
 794                         "j <= n or "
 795                         "i2 = i and j2 = j + 2 and i <= 2 j - 1 and i <= n and "
 796                         "j <= 2 i - 3 and j <= n - 2 or "
 797                         "i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and i <= 2 j - 1 and "
 798                         "i <= n - 1 and j <= 2 i - 1 and j <= n - 1 }", -1);
 799         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 800         assert(exact);
 801         isl_map_free(map);
 802
 803         /* COCOA Fig.2 right */
 804         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 805                 "[n,k] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 3 and j2 = j and "
 806                         "i <= 2 j - 4 and i <= n - 3 and j <= 2 i - 1 and "
 807                         "j <= n or "
 808                         "i2 = i and j2 = j + 3 and i <= 2 j - 1 and i <= n and "
 809                         "j <= 2 i - 4 and j <= n - 3 or "
 810                         "i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and i <= 2 j - 1 and "
 811                         "i <= n - 1 and j <= 2 i - 1 and j <= n - 1 }", -1);
 812         map = isl_map_power(map, 1, &exact);
 813         assert(exact);
 814         isl_map_free(map);
 815
 816         /* COCOA Fig.2 right */
 817         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 818                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 3 and j2 = j and "
 819                         "i <= 2 j - 4 and i <= n - 3 and j <= 2 i - 1 and "
 820                         "j <= n or "
 821                         "i2 = i and j2 = j + 3 and i <= 2 j - 1 and i <= n and "
 822                         "j <= 2 i - 4 and j <= n - 3 or "
 823                         "i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and i <= 2 j - 1 and "
 824                         "i <= n - 1 and j <= 2 i - 1 and j <= n - 1 }", -1);
 825         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 826         assert(exact);
 827         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 828                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : exists (k1,k2,k3,k : "
 829                         "i <= 2 j - 1 and i <= n and j <= 2 i - 1 and "
 830                         "j <= n and 3 + i + 2 j <= 3 n and "
 831                         "3 + 2 i + j <= 3n and i2 <= 2 j2 -1 and i2 <= n and "
 832                         "i2 <= 3 j2 - 4 and j2 <= 2 i2 -1 and j2 <= n and "
 833                         "13 + 4 j2 <= 11 i2 and i2 = i + 3 k1 + k3 and "
 834                         "j2 = j + 3 k2 + k3 and k1 >= 0 and k2 >= 0 and "
 835                         "k3 >= 0 and k1 + k2 + k3 = k and k > 0) }", -1);
 836         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 837         isl_map_free(map2);
 838         isl_map_free(map);
 839
 840         /* COCOA Fig.1 right */
 841         dom = isl_set_read_from_str(ctx,
 842                 "{ [x,y] : x >= 0 and -2 x + 3 y >= 0 and x <= 3 and "
 843                         "2 x - 3 y + 3 >= 0 }", -1);
 844         right = isl_map_read_from_str(ctx,
 845                 "{ [x,y] -> [x2,y2] : x2 = x + 1 and y2 = y }", -1);
 846         up = isl_map_read_from_str(ctx,
 847                 "{ [x,y] -> [x2,y2] : x2 = x and y2 = y + 1 }", -1);
 848         right = isl_map_intersect_domain(right, isl_set_copy(dom));
 849         right = isl_map_intersect_range(right, isl_set_copy(dom));
 850         up = isl_map_intersect_domain(up, isl_set_copy(dom));
 851         up = isl_map_intersect_range(up, dom);
 852         map = isl_map_union(up, right);
 853         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 854         assert(!exact);
 855         isl_map_free(map);
 856
 857         /* COCOA Theorem 1 counter example */
 858         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 859                 "{ [i,j] -> [i2,j2] : i = 0 and 0 <= j and j <= 1 and "
 860                         "i2 = 1 and j2 = j or "
 861                         "i = 0 and j = 0 and i2 = 0 and j2 = 1 }", -1);
 862         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 863         assert(exact);
 864         isl_map_free(map);
 865
 866         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 867                 "[m,n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i and j2 = j + 2 and "
 868                         "1 <= i,i2 <= n and 1 <= j,j2 <= m or "
 869                         "i2 = i + 1 and 3 <= j2 - j <= 4 and "
 870                         "1 <= i,i2 <= n and 1 <= j,j2 <= m }", -1);
 871         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 872         assert(exact);
 873         isl_map_free(map);
 874
 875         /* Kelly et al 1996, fig 12 */
 876         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 877                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i and j2 = j + 1 and "
 878                         "1 <= i,j,j+1 <= n or "
 879                         "j = n and j2 = 1 and i2 = i + 1 and "
 880                         "1 <= i,i+1 <= n }", -1);
 881         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 882         assert(exact);
 883         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 884                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : 1 <= j < j2 <= n and "
 885                         "1 <= i <= n and i = i2 or "
 886                         "1 <= i < i2 <= n and 1 <= j <= n and "
 887                         "1 <= j2 <= n }", -1);
 888         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 889         isl_map_free(map2);
 890         isl_map_free(map);
 891
 892         /* Omega's closure4 */
 893         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 894                 "[m,n] -> { [x,y] -> [x2,y2] : x2 = x and y2 = y + 1 and "
 895                         "1 <= x,y <= 10 or "
 896                         "x2 = x + 1 and y2 = y and "
 897                         "1 <= x <= 20 && 5 <= y <= 15 }", -1);
 898         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 899         assert(exact);
 900         isl_map_free(map);
 901
 902         map = isl_map_read_from_str(ctx,
 903                 "[n] -> { [x] -> [y]: 1 <= n <= y - x <= 10 }", -1);
 904         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 905         assert(!exact);
 906         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
 907                 "[n] -> { [x] -> [y] : 1 <= n <= 10 and y >= n + x }", -1);
 908         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 909         isl_map_free(map);
 910         isl_map_free(map2);
 911
 912         str = "[n, m] -> { [i0, i1, i2, i3] -> [o0, o1, o2, o3] : "
 913             "i3 = 1 and o0 = i0 and o1 = -1 + i1 and o2 = -1 + i2 and "
 914             "o3 = -2 + i2 and i1 <= -1 + i0 and i1 >= 1 - m + i0 and "
 915             "i1 >= 2 and i1 <= n and i2 >= 3 and i2 <= 1 + n and i2 <= m }";
 916         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
 917         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
 918         assert(exact);
 919         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
 920         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
 921         isl_map_free(map);
 922         isl_map_free(map2);
 923 }
 924
 925 int main()
 926 {
 927         struct isl_ctx *ctx;
 928
 929         srcdir = getenv("srcdir");
 930         assert(srcdir);
 931
 932         ctx = isl_ctx_alloc();
 933         test_read(ctx);
 934         test_construction(ctx);
 935         test_dim(ctx);
 936         test_div(ctx);
 937         test_application(ctx);
 938         test_affine_hull(ctx);
 939         test_convex_hull(ctx);
 940         test_gist(ctx);
 941         test_coalesce(ctx);
 942         test_closure(ctx);
 943         isl_ctx_free(ctx);
 944         return 0;
 945 }